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By R. Heiser, J. Vendetti, B. P. Connor, E. J. Haas

Health and safety indicators help mine sites predict the likelihood of an event, advance initiatives to control risks, and track progress. Although useful to encourage individuals within the mining companies to work together to identify such indicators, executing risk assessments comes with challenges. Specifically, varying or inaccurate perceptions of risk, in addition to trust and buy-in of a risk management system, contribute to inconsistent levels of participation in risk programs. This paper focuses on one trona mine’s experience in the development and implementation of a field-level risk assessment program to help its organization understand and manage risk to an acceptable level. Through a transformational process of ongoing leadership development, support and communication, Solvay Green River fostered a culture grounded in risk assessment, safety interactions and hazard correction. The application of consistent risk assessment tools was critical to create a participatory workforce that not only talks about safety but actively identifies factors that contribute to hazards and potential incidents. In this paper, reflecting on the mine’s previous process of risk-assessment implementation provides examples of likely barriers that sites may encounter when trying to document and manage risks, as well as a variety of mini case examples that showcase how the organization worked through these barriers to facilitate the identification of leading indicators to ultimately reduce incidents.

Jan 1, 2018

By B. A. Slaker, T. Miller, M. M. Murphy

An underground limestone mine in eastern Ohio was experiencing significant floor heave and roof falls, attributed to high horizontal stresses. Areas of the mine showing floor heave were monitored with roof-to-floor extensometers and photogrammetry surveys to determine the rate and magnitude of heave. Extensometer data were recorded hourly at four locations across adjacent entries while photogrammetry surveys of the floor were performed at the same locations every two to five weeks. A final survey was performed using an I-Site 8200 laser scanner. Following instrumentation, floor heave up to 10.1 cm (4 in.) was measured by the extensometers, photogrammetric reconstructions and laser scanner over a six-month period. The extensometers were biased by the location where they were placed, failing to consistently capture the location and extent of floor heave and cracking. The photogrammetry surveys were not precise enough to capture small magnitude movements. Mining in the area was halted and within several months the floor movement and incidence of roof falls were significantly lessened.

Jan 1, 2018

By K. C. Kocsis

Underground ventilation systems, which require electricity to operate the fans and fossil fuel for heating in winter, can account for a significant portion of the energy consumption of mines. Recent studies have shown that the ventilation system in deep and highly mechanized metal mines could be responsible for 40 to 60 percent of their overall energy consumption. Presently, underground ventilation systems are designed for peak air volume requirements, which usually occur well into a future stage of the mines’ operating life. As a result, during their early operating stages, the intake air volume of the mines could be well in excess of their true air volume needs. Such ventilation systems could be considered as uneconomic, and to remain competitive the ventilation design needs to improve while the mines are trying to reduce energy consumption and their carbon footprints. This paper introduces a new mine ventilation design method where an underground base-metal mine’s ventilation system is designed by integrating discrete-event mining process simulation (DES) with mine ventilation modeling techniques. Furthermore, based upon the output data generated by means of discrete-event mining process simulations, the air volume requirement for the operating life of the mine is determined for “traditional” versus “activity-based” ventilation requirements. The output data generated through ventilation simulations are then used to quantify the economic and environmental benefits of an activity-based ventilation delivery system.

Jan 1, 2018

By D. R. Willmer

An understanding of how health and safety management systems (HSMS) reduce worksite injuries, illnesses and fatalities may be gained in studying the behaviors of health and safety leaders. These leaders bear the accountability for identifying, understanding and managing the risks of a mining operation. More importantly, they have to transfer this knowledge of perception, recognition and response to risks in the mining environment to their workers. The leaders’ efforts to build and maintain a mining operation’s workforce that consistently executes safe work practices may be captured through more than just lagging indicators of health and safety performance. This exploratory study interviewed six leaders in occupations such as site-level safety supervisors, mine superintendents and/or general managers at surface and underground stone, sand and gravel and metal/nonmetal mine sites throughout the United States, with employee populations ranging from 40 to 175. In exploring leaders’ perspectives on how they systematically manage health and safety, examples such as approaches to task training, handling near-miss incidents, identifying future leaders and providing workers with feedback offer insights into how leaders translate their knowledge and management of site-level risks to others.

Jan 1, 2018

By COLIN A. LAWRENCE, Anthony Del Vescovo

All Rights Reserved. Printed in the United States of America. Information contained in this work has been obtained by SME, Inc. from sources believed to be reliable. However, neither SME nor its authors guarantee the accuracy or completeness of any information published herein, and neither SME nor its authors shall be responsible for any errors, omissions, or damages arising out of use of this information. This work is published with the understanding that SME and its authors are supplying information but are not attempting to render engineering or other professional services. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording, or otherwise, without the prior written permission of the publisher. Any statement or views presented here are those of individual authors and are not necessarily those of the SME. The mention of trade names for commercial products does not imply the approval or endorsement of SME.

Dec 1, 2017

By Klaus-Peter Kinzel

Staves Coolers de cobre proporcionaram uma excelente proteção da carcaça do alto-forno em áreas de alta temperatura. Isso resultou para que os operadores de alto-forno alcançassem alto desempenho em termos de produtividade e taxa de combustível, além de campanhas de mais de 15 anos. No entanto, nos últimos anos, alguns altos-fornos experimentaram um desgaste prematuro nos staves de cobre. Algumas dessas empresas se alinharam com Paul Wurth para investigar a causa fundamental desse fenômeno com base em todos os fatores de influência e, em seguida, propor ações corretivas. Estes resultados são discutidos e apresentados a seguir no trabalho técnico.

Oct 30, 2017

By Alcy Dias Rodrigues

O Centro de Operações do Sistema Elétrico da Aperam South América possui um sistema de automação chamado SAE (Sistema de Automação de Energia) para realizar a distribuição e operacionalização da Energia Elétrica na planta em Timóteo, sistema este com mais de 20 anos de implantação. Devido ao alto grau de obsolescência do sistema SAE, a dificuldade de se atualizar todos os componentes do sistema e a complexidade e dificuldade do acesso aos dados, verificou-se a necessidade de encontrar uma forma de disponibilizar os mesmos para os demais sistemas da empresa. Com base nestas necessidades, foi desenvolvido e implantado um GATEWAY capaz de realizar a comunicação com todas UTR’s CORTEX (remotas do sistema), através do protocolo CONITEL 2020, disponibilizando estas informações coletadas em uma camada OPC SERVER para que o sistema PIMS (Sistema de Gerenciamento de Informação da Planta) realize a coleta e armazenamento destas informações, permitindo assim um melhor gerenciamento de energia pelo VIRIDIS (Sistema de Gestão da Eficiência Energética utilizado na APERAM), além de permitir que toda a planta tenha acesso em tempo real às informações de tensão e corrente de todo setor de 13,8 kV, 69 kV e 230 kV.

Oct 30, 2017

By Ryoma Fujiyoshi

In this article, the technologies of highly durable MgO-C bricks for the scrap impact zone and bottom blowing tuyere of converters are demonstrated. On the bases of our recent investigations, wear of scrap impact zone and bottom tuyere are explainable in terms of crack initiation and propagation. Theoretically, crack propagation in brittle material is regarded as generation of new crack surface area. It occurs when the elastic strain energy stored in the material exceeds the energy required to generate a new crack surface area. Since the overall energy consumed for crack propagation until fracture is evaluated by fracture energy, materials exhibiting high fracture energy can be regarded as materials with high fracture resistance. Therefore, two fracture energy-improving technologies for MgO-C bricks were developed. One is matrix reinforcement and the other is carbon bond enhancement. These technologies were applied to bricks for the scrap impact zone and bottom tuyere. As a result of commercial applications, notable decreases in wear rates were recognized for high fracture energy materials for the scrap impact zone and bottom blowing tuyere of converters.

Oct 30, 2017

By Elizaveta Cheremisina

In steelmaking process lime serves as flux. Rapid lime assimilation and slag formation of the desired composition have a significant effect on the refining reactions. It is important to know the rate limiting step of lime dissolution to control and improve the converter process. Kinetics of pure CaO and industrial lime dissolution in model slag has been studied in the range of temperatures 1300 –1600°C. Lime samples were prepared in cylinder form and immersed in the melt for predetermined time. Considering the total mass balance of CaO in the slag and linear dimensions of lime samples, mass transfer coefficients were derived. Diffusion coefficients were calculated under conditions of non-stationary diffusion. The derived activation energy of less than 200 kJ/mol indicates that diffusion is the limiting step in the process of lime-dissolution in slag.

Oct 30, 2017

By Renato Affonso de Lima

As colunas utilizadas para a produção de hidrogênio em fornos de reforma a vapor são submetidas a temperaturas da ordem de 900°C. Dessa forma, os aços inoxidáveis austeníticos da classe HPNb se mostram adequados, devido ao endurecimento por precipitação de carbetos de cromo e de nióbio. Sob determinadas condições de serviço, os carbetos de nióbio podem se transformar em um siliceto conhecido como fase G. A interface desta fase com a matriz austenítica é citada na literatura como local preferencial para a nucleação de danos de fluência. Sendo assim a quantificação das fases presentes é importante para a avaliação do acúmulo de danos em serviço. Diante disso, a simulação termodinâmica computacional se mostra uma importante ferramenta, para a previsão das fases presentes. Técnicas como a analise quantitativa das fases presentes por meio de imagens são consolidadas, porém demandam amostras devidamente preparadas e um alto custo de equipamentos na execução destas análises. Isto posto, o objetivo do trabalho é comparar as simulações termodinâmicas computacionais com o resultado obtido por meio de análise quantitativa de imagens geradas por microscópio eletrônico de varredura.

Oct 30, 2017

By Roberto Silva de Andrade

O inchamento é um grande problema durante a redução de pelotas de minério de ferro. Várias mudanças podem ser feitas nas pelotas para minimizá-lo. Conforme o sínter utilizado se torna cada vez mais básico, pelotas mais ácidas são desejadas. A adição de MgO, assim como a modificação da basicidade binárias das pelotas pela adição de CaO são soluções que têm sido apontadas. Dessa forma, este trabalho estudou os efeitos do MgO a da modificação da basicidade binária nas seguintes propriedades de pelotas: compressão a frio, porosidade e índice de inchamento. Foram preparadas pelotas com até 5% de MgO e com basicidades entre 0,67 e 1,5. O aumento do teor de MgO causou aumento de porosidade e queda de resistência. A basicidade diminuiu a porosidade e causou aumento de resistência nas pelotas de basicidade 1,0. Tanto o aumento de basicidade quanto a adição de MgO diminuíram o inchamento.

Oct 30, 2017

By Lívia Silvestre Andrade

Uma das rotas mais importantes de produção do Fe-Nb para aplicações siderúrgicas é a aluminotermia. Para que o processo seja eficiente, é necessário projetar adequadamente a escória, para garantir a mínima retenção de metal na escória e reduzir as perdas, assim como determinar a carga da aluminotermia considerando os balanços de massa e de energia. Neste trabalho, os efeitos das adições de CaO e CaF2 sobre as características das escórias do processo são determinados através da termodinâmica computacional. Um balanço de massa e um balanço de entalpia são formulados, de modo a verificar se as quantidades dos diversos materiais adicionados são adequadas e se as temperaturas de fim de processo são razoáveis. Verifica-se que, a partir de uma carga hipotética formulada, há espaço para melhorias importantes balanceando-se corretamente as adições de CaO e CaF2. Além disto, verifica-se a influência do teor de Mg contido como impureza no Al empregado como redutor, observando-se que seu efeito é bem menos significativo do que inicialmente esperado por diversos operadores.

Oct 30, 2017

By Enderson Silva Gomes

A PRAXAIR é uma das três maiores empresas de gases industriais do mundo, com atuação em mais de 40 países e fortemente atuante na indústria siderúrgica. A PRAXAIR possui experiência para fornecer produtos e serviços para todos os tipos de siderúrgica. No Brasil, a PRAXAIR é a controladora da White Martins, maior empresa de gases industriais da América do Sul, presente em nove países do continente. O presente trabalho tem por objetivo mostrar os benefícios do Stove Oxygen Enrichment (SOE), ou seja, o enriquecimento do ar de combustão (comburente) dos fornos regeneradores de altos fornos, visando atingir economias de combustível. O enriquecimento do comburente permite que combustíveis de menor poder calorífico sejam utilizados em substituição de combustíveis de maior poder calorífico, tornando-se disponíveis para aplicações mais nobres dentro da siderúrgica, como a laminação e a geração de energia elétrica. Outro aspecto importante é a redução da queima de combustíveis que antes eram descartados no flare, reduzindo as emissões de carbono para a atmosfera.

Oct 30, 2017

By Fabrício Tibúrcio Silva Araújo

O AutoLog é uma solução em tecnologia de automação e informação para controle absoluto do carregamento e descarregamento de caminhões em um grande cliente no ramo de fertilizantes. Seu objetivo é garantir uma operação autônoma que otimize os lucros e reduza os custos em logística. Este trabalho visa demonstrar o problema que originou a solução, a metodologia utilizada no seu desenvolvimento e o seu objetivo final.

Oct 30, 2017

By Luiz Henrique Dias Alves

O trabalho consiste na avaliação das Tensões Residuais através da técnica dos Furos-Cegos. O componente em estudo consiste em chapas de Aço A36 aplicadas para compor a estrutura de prensas hidraulicas. Com auxílio do software Solid Works versão 2013, foi realizado a simulação do estado de tensões sofridos pelas chapas quando a prensa hidraulica encontra-se em trabalho, determinando assim o seu fator de segurança. Em seguida, pelo método da aproximação sucessiva, foi adicionado furos-cegos ou furos passantes com diâmetros variados ao longo da geometria das chapas a fim de verificar o comportamento dos estados de tensões. Portanto, através da aplicação de furos-cegos nas chapas, foi possível identificar o diâmetro e posição ideal que permitiu um ganho significativo no fator de segurança das chapas, permitindo assim, reduzir o número de chapas no processo impactando diretamente nos custos e no tempo de fabricação do equipamento.

Oct 30, 2017

By Douglas Marcel Quatiabara Sander Libardi

O optical televiewer (OPTV) é um dispositivo de perfilagem geofísica que produz uma imagem contínua e orientada da parede do furo de sondagem. Neste trabalho, foram selecionadas perfilagens realizadas em furos de sondagem executados em duas minas que fazem parte da ‘Megaestrutura Gandarela’, localizada na porção centro-norte do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais. As imagens geradas pela sonda OPTV desempenham um papel auxiliar em campanhas de exploração mineral e também na aquisição de informações geotécnicas. Os dados coletados foram retirados das filmagens realizadas a partir da sonda OPTV e do geoposicionamento oferecido pela sonda. A marcação das estruturas nas imagens de OPTV, a correção da deriva magnética e as análises cinemáticas foram realizadas nos softwares WellCad e Dips. O principal objetivo deste trabalho é efetuar a análise cinemática feita a partir de estruturas marcadas em imagens de OPTV e compará-la com a análise cinemática efetuada a partir das estruturas identificadas no mapeamento geológico estrutural nas minas. O estudo mostrou que as estruturas marcadas com OPTV reproduzem satisfatoriamente as observações do mapeamento geológico estrutural.

Oct 30, 2017

By Vinícius da Silva Madruga

Os processos de lingotamento contínuo e de lingotamento convencional apresentam diferenças na solidificação dos aços, esse fato tem impacto na distribuição, quantidade e forma de inclusões de óxidos e sulfetos. O objetivo desse trabalho é verificar de que maneira tais diferenças influenciam na distribuição dos sulfetos ao longo do aço solidificado de qualidade SAE 1050. Para isso, 20 amostras foram retiradas de eixos forjados e barras laminadas, produtos conformados de origem do lingotamento convencional e do lingotamento contínuo, respectivamente. As amostras foram analisadas em microscópio ótico e microscópio eletrônico de varredura no modo de análise automatizada de partículas. Através das imagens e de dados numéricos obtidos, foi visto que nas amostras de barra laminada há grande quantidade de sulfetos, se analisada na seção longitudinal, em relação às amostras de eixo forjado. Analisando na seção transversal, foram detectados menos sulfetos devido ao alinhamento dos mesmos. Entre as amostras de eixo forjado, a área ocupada pelos sulfetos é maior no pé do lingote, reduzindo em direção à cabeça, apesar de a cabeça apresentar mais sulfetos. Tais diferenças foram atribuídas à taxa de resfriamento, à seção transversal do produto e ao processo, que variam entre os dois tipos de lingotamento.

Oct 30, 2017

By Osvaldo Guilherme Comineli

While the hot cracking of Cu-containing steels is a serious and widely known problem for the industry, the literature reports that copper only slightly impairs the hot-ductility measured in laboratory. A distinction is drawn between hot ductility and hot shortness and the respective cracking operating mechanism involved at the respective range of temperature. The representability of the laboratory assessment of hot cracking of Cu-containing steels by hot tensile tests compared with actual results in industrial practice is discussed. The effectiveness of the variable affecting in each cracking mechanism and respective temperature range, focused in improving the hot cracking assessment of Cu-steels and the relative importance of oxidation will also be discussed. It is concluded that the hot tensile test in argon might be a good simulation if properly interpreted and that the role of oxidation is secondary in causing hot shortness. A schematic diagram for the hot tensile test is proposed.

Oct 30, 2017

By Jorge Madias

O trabalho está centrado na análise comparativa de normas de vinte paises/regiões sobre vergalhão, escolhidos levando em conta os principais paises productores, exportadores, e consumidores deste produto para a construção civil. São comparadas as propriedades mecânicas: limite de escoamento, resistência à tração, elongamento à rotura, elongamento uniforme, relação escoamento/tração), a análise química, testes especiais como fadiga e adherência e outros ítens. Tambén é tida em conta a evolução dos quesitos das normas ao longo do tempo. O foco é o comportamento anti seismo do vergalhão.

Oct 30, 2017

By Cristian Deiner Dutra

O desgaste dos metais afetam diretamente os componentes de um eixo de transmissão cardan. Este estudo analisou o desgaste apresentado pelo eixo cardan em contato com a luva interna e externa, até o momento da fratura. A análise da região fraturada se deu por imagens metalográfica geradas pelo Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV); e a análise química pelo sistema Espectrometria de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS), contida também no MEV. Observou-se pela micrografia, uma fratura caracterizada pelo desgaste, agravada pelo esforço em fadiga. A análise química detectou ausência de importantes elementos químicos em aços com aplicações em desgaste.

Oct 30, 2017